精炼预热生产线系统和方法与流程

本申请是申请日为2017年4月19日、国际申请号为pct/us2017/028317、中国国家阶段申请号为201780038618.9且发明名称为《精炼预热生产线系统和方法》的发明申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求于2016年5月10日提交的美国临时专利申请号62/334,095和于2017年2月28日提交的美国专利申请号15/444,991的优先权，两者的完整内容通过引用并入本文。本说明书涉及原油精炼预热生产线(pre-heattrain，pht)系统和方法。背景炼油厂对于世界经济至关重要，同时是主要的能量消耗者。石油精炼厂面临的压力增加，这种压力是要使温室气体、主要是二氧化碳的排放最小化以符合即将到来的更严格的环境法规。能量效率优化成为温室气体排放减少的快速解决方案，原因在于其对在来源处的能耗的影响。通常，热交换器在原油精炼厂中在节能方面起主要作用。蒸馏是炼油厂中主要的能量消耗者。原油蒸馏在全世界范围内都是精炼厂中的主要加工操作，并且需要操作热量、水蒸气和冷却。由常压蒸馏单元和真空蒸馏单元两者组成的原油蒸馏单元(cdu)不是炼油厂中最能量密集的单元；但是，在每单位体积的能量使用方面(即，加工的每桶的能量)，炼油厂中加工的每桶原油都通过cdu。概述在根据本公开的一般实施方式中，原油精炼预热生产线(pht)包括：原油物流管道系统，所述原油物流管道系统延伸通过所述pht并且配置成将原油的物流从所述pht的入口携带到所述pht的高炉(也可称作炉子)；多个热交换器，所述多个热交换器布置在所述原油物流管道系统中；和控制系统，所述控制系统配置成：驱动第一多个控制阀以选择性地将所述原油物流与在所述pht的第一区段中的多个热源热连接，驱动第二多个控制阀以选择性地将所述原油物流与在所述pht的第二区段中的多个热源热连接，并且驱动第三多个控制阀以选择性地将所述原油物流与在所述pht的第三区段中的多个热源热连接。多个热交换器包括：第一热交换器组，所述第一热交换器组布置在所述pht的第一区段中的原油物流管道系统中，所述第一区段包括所述pht在所述pht的入口和所述pht的一个或多个脱盐装置之间的部分；第二热交换器组，所述第二热交换器组布置在所述pht的第二区段中的原油物流管道系统中，所述第二区段包括所述pht在所述pht的一个或多个脱盐装置之后并且在所述pht的一个或多个预闪蒸罐(drum)之前的部分；和第三热交换器组，所述第三热交换器组布置在所述pht的第三区段中的原油物流管道系统中，所述第三区段包括所述pht在所述pht的一个或多个预闪蒸罐之后并且在所述pht的高炉之前的部分。在可与一般实施方式结合的第一方面中，所述多个热交换器中的至少一部分是壳管型热交换器或板框型热交换器。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述多个热交换器中的每个包括可调整的热交换表面积。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，布置在所述pht的第一区段中的原油物流管道系统中的所述第一热交换器组包括具有八个热交换器的组。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，在所述具有八个热交换器的组中的第一热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的重质真空单元冷锋回流物流热连接；在所述具有八个热交换器的组中的第二热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的常压原油塔塔顶物流热连接；在所述具有八个热交换器的组中的第三热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的原油蒸馏塔顶部循环回流(围绕着塔顶泵)物流热连接；在所述具有八个热交换器的组中的第四热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的常压柴油物流热连接；在所述具有八个热交换器的组中的第五热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的常压煤油物流热连接；在所述具有八个热交换器的组中的第六热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的石脑油塔底物流热连接；在所述具有八个热交换器的组中的第七热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的轻质真空瓦斯油物流热连接；并且在所述具有八个热交换器的组中的第八热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的常压塔中部循环回流物流热连接。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述第一热交换器、第二热交换器和第三热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第三热交换器与所述第四热交换器到第七热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第四热交换器到第七热交换器并联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第八热交换器与所述第四热交换器到第七热交换器串联地布置在原油管道中。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，布置在所述pht的第二区段中的原油物流管道系统中的所述第二热交换器组包括具有七个热交换器的组。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，在所述具有七个热交换器的组中的第一热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的煤油产物物流热连接；在所述具有七个热交换器的组中的第二热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的柴油产物物流热连接；在所述具有七个热交换器的组中的第三热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的轻质真空瓦斯油物流热连接；在所述具有七个热交换器的组中的第四热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的重质真空单元中部循环回流物流热连接；在所述具有七个热交换器的组中的第五热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的稳定石脑油物流热连接；在所述具有七个热交换器的组中的第六热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的原油蒸馏单元中部循环回流物流热连接；并且在所述具有七个热交换器的组中的第七热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的原油蒸馏单元中部循环回流物流热连接。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述第一热交换器与所述第二热交换器并联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第二热交换器与所述第三热交换器和第四热交换器并联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第三热交换器和第四热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第三热交换器和第四热交换器与所述第五热交换器和第六热交换器并联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第五热交换器和第六热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第七热交换器与所述第一热交换器到第六热交换器串联地布置在所述原油管道中。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，布置在所述pht的第三区段中的原油物流管道系统中的所述第三热交换器组包括具有十五个热交换器的组。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，在所述具有十五个热交换器的组中的第一热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的重质真空单元中部循环回流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第二热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的原油蒸馏单元中部循环回流物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第三热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的真空残留产物物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第四热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的煤油产物物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第五热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的重质真空瓦斯油产物物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第六热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的柴油产物物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第七热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的重质真空单元下部循环回流物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第八热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的重质真空单元下部循环回流物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第九热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的真空残留产物物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第十热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的重质真空下部循环回流物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第十一热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的原油蒸馏单元下部循环回流物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第十二热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的真空残留产物物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第十三热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的原油蒸馏单元下部循环物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第十四热交换器配置成将所述原油物流与来自所述pht的塔区段进料罐物流的热真空物流热连接；并且在所述具有十五个热交换器的组中的第十五热交换器配置成将所述原油物流与所述pht的真空残留产物物流热连接。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述第一热交换器到第三热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第六热交换器和第七热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第一热交换器到第三热交换器、第四热交换器、第五热交换器与第六热交换器到第七热交换器均并联地布置在所述原油物流管道系统中。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述第八热交换器与所述第一热交换器到第七热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中，所述第九热交换器和第十热交换器并联地布置在所述原油物流管道系统中，并且还与所述第一热交换器到第八热交换器一起串联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第十一热交换器与所述第一热交换器到第十热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述第十二热交换器和第十三热交换器并联地布置在所述原油物流管道系统中，并且还与所述第一热交换器到第十一热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第十四热交换器和第十五热交换器中的每个均与所述第一热交换器到第十三热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述多个热交换器的第一部分包括可从初始设计热交换表面积调整到调整设计热交换表面积的热交换表面积，所述调整设计热交换表面积比所述初始设计热交换表面积大100％至200％。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述多个热交换器的第二部分包括可从初始设计热交换表面积调整到调整设计热交换表面积的热交换表面积，所述调整设计热交换表面积比所述初始设计热交换表面积小13％至45％。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述多个热交换器的第三部分包括可从初始设计热交换表面积调整到调整设计热交换表面积的热交换表面积，所述调整设计热交换表面积比所述初始设计热交换表面积大20％至90％。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述多个热交换器的第四部分包括可从初始设计热交换表面积调整到调整设计热交换表面积的热交换表面积，所述调整设计热交换表面积比所述初始设计热交换表面积大至多300％。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述多个热交换器中的每个均包括最小接近温度，所述最小接近温度包括热流体的进入温度和所述原油物流的离开温度之间的差。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述最小接近温度在约30℃至15℃之间可调整。在另一个一般实施方式中，操作原油精炼预热生产线(pht)的方法包括：使原油物流循环通过原油物流管道系统，所述原油物流管道系统从所述pht的入口延伸通过所述pht到达所述pht的高炉；使所述原油物流循环通过多个热交换器，所述多个热交换器布置在所述原油物流管道系统中；在使经预热的原油物流循环到所述pht的高炉之前，通过所述多个热交换器将所述原油物流预热；利用控制系统驱动第一多个控制阀以选择性地将所述原油物流与在所述pht的第一区段中的多个热源热连接；利用所述控制系统驱动第二多个控制阀以选择性地将所述原油物流与在所述pht的第二区段中的多个热源热连接；以及利用所述控制系统驱动第三多个控制阀以选择性地将所述原油物流与在所述pht的第三区段中的多个热源热连接。所述多个热交换器包括：第一热交换器组，所述第一热交换器组布置在所述pht的第一区段中的原油物流管道系统中，所述第一区段包括所述pht在所述pht的入口和所述pht的一个或多个脱盐装置之间的部分；第二热交换器组，所述第二热交换器组布置在所述pht的第二区段中的原油物流管道系统中，所述第二区段包括所述pht在所述pht的一个或多个脱盐装置之后并且在所述pht的一个或多个预闪蒸罐之前的部分；和第三热交换器组，所述第三热交换器组布置在所述pht的第三区段中的原油物流管道系统中，所述第三区段包括所述pht在所述pht的一个或多个预闪蒸罐之后并且在所述pht的高炉之前的部分。在可与一般实施方式结合的第一方面中，所述多个热交换器中的至少一部分是壳管型热交换器或板框型热交换器。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，布置在所述pht的第一区段中的原油物流管道系统中的所述第一热交换器组包括具有八个热交换器的组。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，在所述具有八个热交换器的组中的第一热交换器将所述原油物流与所述pht的重质真空单元冷锋回流物流热连接；在所述具有八个热交换器的组中的第二热交换器将所述原油物流与所述pht的常压原油塔塔顶物流热连接；在所述具有八个热交换器的组中的第三热交换器将所述原油物流与所述pht的原油蒸馏塔顶部循环回流(围绕着塔顶泵)物流热连接；在所述具有八个热交换器的组中的第四热交换器将所述原油物流与所述pht的常压柴油物流热连接；在所述具有八个热交换器的组中的第五热交换器将所述原油物流与所述pht的常压煤油物流热连接；在所述具有八个热交换器的组中的第六热交换器将所述原油物流与所述pht的石脑油塔底物流热连接；在所述具有八个热交换器的组中的第七热交换器将所述原油物流与所述pht的轻质真空瓦斯油物流热连接；并且在所述具有八个热交换器的组中的第八热交换器将所述原油物流与所述pht的常压塔中部循环回流物流热连接。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述第一热交换器、第二热交换器和第三热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第三热交换器与所述第四热交换器到第七热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第四热交换器到第七热交换器并联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第八热交换器与所述第四热交换器到第七热交换器串联地布置在原油管道中。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，布置在所述pht的第二区段中的原油物流管道系统中的所述第二热交换器组包括具有七个热交换器的组。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，在所述具有七个热交换器的组中的第一热交换器将所述原油物流与所述pht的煤油产物物流热连接；在所述具有七个热交换器的组中的第二热交换器将所述原油物流与所述pht的柴油产物物流热连接；在所述具有七个热交换器的组中的第三热交换器将所述原油物流与所述pht的轻质真空瓦斯油物流热连接；在所述具有七个热交换器的组中的第四热交换器将所述原油物流与所述pht的重质真空单元中部循环回流物流热连接；在所述具有七个热交换器的组中的第五热交换器将所述原油物流与所述pht的稳定石脑油物流热连接；在所述具有七个热交换器的组中的第六热交换器将所述原油物流与所述pht的原油蒸馏单元中部循环回流物流热连接；并且在所述具有七个热交换器的组中的第七热交换器将所述原油物流与所述pht的原油蒸馏单元中部循环回流物流热连接。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述第一热交换器与所述第二热交换器并联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第二热交换器与所述第三热交换器和第四热交换器并联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第三热交换器和第四热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第三热交换器和第四热交换器与所述第五热交换器和第六热交换器并联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第五热交换器和第六热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第七热交换器与所述第一热交换器到第六热交换器串联地布置在所述原油管道中。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，布置在所述pht的第三区段中的原油物流管道系统中的所述第三热交换器组包括具有十五个热交换器的组。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，在所述具有十五个热交换器的组中的第一热交换器将所述原油物流与所述pht的重质真空单元中部循环回流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第二热交换器将所述原油物流与所述pht的原油蒸馏单元中部循环回流物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第三热交换器将所述原油物流与所述pht的真空残留产物物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第四热交换器将所述原油物流与所述pht的煤油产物物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第五热交换器将所述原油物流与所述pht的重质真空瓦斯油产物物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第六热交换器将所述原油物流与所述pht的柴油产物物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第七热交换器将所述原油物流与所述pht的重质真空单元下部循环回流物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第八热交换器将所述原油物流与所述pht的重质真空单元下部循环回流物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第九热交换器将所述原油物流与所述pht的真空残留产物物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第十热交换器将所述原油物流与所述pht的重质真空下部循环回流物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第十一热交换器将所述原油物流与所述pht的原油蒸馏单元下部循环回流物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第十二热交换器将所述原油物流与所述pht的真空残留产物物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第十三热交换器将所述原油物流与所述pht的原油蒸馏单元下部循环物流热连接；在所述具有十五个热交换器的组中的第十四热交换器将所述原油物流与来自所述pht的塔区段进料罐物流的热真空物流热连接；并且在所述具有十五个热交换器的组中的第十五热交换器将所述原油物流与所述pht的真空残留产物物流热连接。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述第一热交换器到第三热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第六热交换器和第七热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中，并且所述第一热交换器到第三热交换器、第四热交换器、第五热交换器与第六热交换器到第七热交换器并联地布置在所述原油物流管道系统中。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述第八热交换器与所述第一热交换器到第七热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述第九热交换器和第十热交换器并联地布置在所述原油物流管道系统中，并且还与所述第一热交换器到第八热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述第十一热交换器与所述第一热交换器到第十热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述第十二热交换器和第十三热交换器并联地布置在所述原油物流管道系统中，并且还与所述第一热交换器到第十一热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述第十四热交换器和第十五热交换器中的每个均与所述第一热交换器到第十三热交换器串联地布置在所述原油物流管道系统中。可与前述方面中任一项结合的另一方面还包括进行以下步骤中的至少一个：将所述多个热交换器的第一部分的热交换表面积从初始设计热交换表面积调整到调整设计热交换表面积，所述调整设计热交换表面积比所述初始设计热交换表面积大100％至200％；将所述多个热交换器的第二部分的热交换表面积从初始设计热交换表面积调整到调整设计热交换表面积，所述调整设计热交换表面积比所述初始设计热交换表面积小13％至45％；将所述多个热交换器的第三部分的热交换表面积从初始设计热交换表面积调整到调整设计热交换表面积，所述调整设计热交换表面积比所述初始设计热交换表面积大20％至90％；或将所述多个热交换器的第四部分的热交换表面积从初始设计热交换表面积调整到调整设计热交换表面积，所述调整设计热交换表面积比所述初始设计热交换表面积大至多300％。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，所述多个热交换器中的每个均包括最小接近温度，所述最小接近温度包括热流体的进入温度和所述原油物流的离开温度之间的差。可与前述方面中任一项结合的另一方面还包括调整所述最小接近温度。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，调整所述最小接近温度包括将所述最小接近温度从30℃到15℃进行调整。可与前述方面中任一项结合的另一方面还包括基于调整所述最小接近温度，调整所述多个热交换器中的一个或多个的热负荷。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，调整所述多个热交换器中的一个或多个的热负荷包括以下步骤中的至少一个：调整所述多个热交换器中的一个或多个的热交换表面积的量；或调整所述多个热交换器中的一个或多个的热交换表面积的材料。在可与前述方面中任一项结合的另一方面中，调整所述多个热交换器中的一个或多个的热交换表面积的量包括以下步骤中的至少一个：添加或去除在所述多个热交换器中的一个或多个中的管；或添加或去除所述多个热交换器中的一个或多个中的板。根据本公开的原油精炼pht的实施方式可以包括以下特征中的一个、一些或全部。例如，在常压蒸馏塔前的原油高炉(其在炼油厂寿命期间没有任何通过热交换器表面积操纵的结构调整)中，与常规pht系统相比，实施方式可以使得中等等级的冷原油物流和混合等级的原油能够使用具有最小能耗的相同技术。实施方式可以使得原油精炼厂操作人员和所有者能够制定用于解释对未来原油蒸馏单元高炉消除瓶颈或节能项目或两者的需求的未来计划。本公开的实施方式可以包括关于30℃至15℃的最小接近温度范围和以兆瓦计的热交换器的热负荷(q)和以摄氏度计的温度的pht设计的示例性细节。将本公开所描述的实施方式的节能与现有技术水平相比较，新的精炼pht配置可以达到约30mw的燃料节约。使用具有更多热交换器表面积操纵的所述实施方式，此节约甚至可以增加更至多到约50％，以节约至多约50mw的燃料。考虑到炼油厂可以工作约50年，在常规精炼pht设计中在化石燃料节约和温室气体排放减少两方面错失的机会是显著的。还考虑到全世界进入炼油厂的每桶油都通过pht，全世界的在常规pht设计中错失的机会也可以是显著的，并且随时间增加。本公开中所描述的主题的一个或多个实施方式的细节在附图和以下描述中陈述。所述主题的其他特征、方面和优点将从这些描述、附图和权利要求书变得明显。附图简述图1a-1c是流过在精炼预热生产线(pht)中的脱盐之前的一个或多个热交换器的原油物流的示意图。图2是流过在精炼pht中的脱盐和闪蒸之间的一个或多个热交换器的原油物流的示意图。图3a-3b是流过在精炼pht中的闪蒸和高炉之间的一个或多个热交换器的原油物流的示意图。图4a-4c是用于在精炼pht中流动的原油物流的热交换器系统和热交换器子系统的示意图。附图和本公开的缩写包括表1中的那些：缩写说明cfr冷回流前锋tcr顶部循环回流mcr中部循环回流lcr下部循环回流hvgo重质真空瓦斯油lvgo轻质真空瓦斯油cdu原油蒸馏单元hvu高真空单元atm℃ol常压塔v(ac)℃ol真空塔pht预热生产线kero煤油c摄氏度mw兆瓦q热负荷表1详述本公开描述了原油精炼蒸馏单元pht的能量高效且健康老化的设计。本公开所描述的实施方式涉及综合的原油常压和真空蒸馏单元pht的能量高效的配置。本公开所描述的实施方式涉及在原油精炼厂寿命期间的源于能耗效率和基于化石燃料的温室气体排放的预热可持续设计；例如，通过预热生产线热交换表面积调整。所述预热拓扑设计可以从炼油厂投入运行开始一直到精炼厂服务终止是固定且适当的。原油蒸馏在全世界范围内都是精炼厂中的主要加工操作，并且需要操作热量、水蒸气和冷却。尽管由adu和vdu两者组成的cdu不是炼油厂中最能量密集的装置，但是，在每桶的能量方面，在炼油厂中加工的每桶原油都通过此单元/装置，使其成为在原油精炼厂中消耗的总能量中的最大能量消耗者。原油蒸馏过程将原油根据馏分的相对沸点分离成这样的馏分，使得下游加工单元/装置可以装载符合特定规格的原料。例如，原油分离过程通过以下步骤完成：首先将原油在基本上常压下分馏，然后将称为拔顶原油(toppedcrude)或蒸馏后原油(reducedcrude)的高沸点馏分从常压蒸馏塔进料到在真空条件下工作的第二分馏塔。原油真空蒸馏单元用于避免在常压下使拔顶原油蒸发所需的高温。此单元降低了热裂解、产物变色以及由于成焦的设备积垢的风险。在进入常压蒸馏塔闪蒸区之前，将原油装载物加热至所需的脱盐温度，脱盐，再次加热以在预闪蒸罐或预闪蒸塔中分离轻质馏分蒸气，在常压单元高炉前使用称为循环回流(bumparounds)的产物物流和塔回流物流再次加热。将脱盐和预闪蒸的原油装载物在一个或多个常压蒸馏炉中加热至约375℃。在输送到真空蒸馏塔之前，将来自常压塔塔底的拔顶原油(有时称为蒸馏后原油)与水蒸气混合，并且预热至约390℃至450℃。使用真空泵或水蒸气喷射器的系统在真空蒸馏塔中建立低于大气压的条件，用于分离高沸点温度馏分，同时缓解热引起的化学降解。原油蒸馏装置设计包括pht。包括pht的原油蒸馏装置的改造可以在原油精炼厂的寿命期间进行至少四至五次，不仅是由于对节能、温室气体排放减少的需求，而且是由于对生产量增加、产品组合/规格(汽油多于柴油，反之亦然)以及加工的原油的api的永久性变化的需求。由于常压和真空原油蒸馏塔设计与原油蒸馏装置pht高度相关，因此一个系统的任何改造都将严重地彼此影响。所有这些目标导致要改变pht内的热负荷、要改变热交换器表面积、pht中的压降改变、需要添加新的热交换器单元、需要改变单元顺序、需要分流物流、甚至需要新的物流匹配、需要改变常压或真空塔内部、需要改变原油泵以及其他改变。这样的情形可能对任何装置所有者特别是在节能或基于能量的温室气体排放减少的基础上开始任何改造带来硬性约束，除非其对于通过高炉消除瓶颈来进行单元消除瓶颈以实现生产量增加来说是绝对必需的。在这样的情形中，可能存在被忽视的节约能耗和减少基于能量的温室气体排放的机会。原油蒸馏装置中的pht设计改进可以不只取决于pht的改造需求，还取决于与蒸馏塔相关的约束。常压和真空蒸馏塔之间的相互作用、产物和两个塔的除液压情形以外的条件的中间冷却器(顶部循环回流、中部循环回流和底部循环回流)可能对工艺所有者产生复杂的问题。对于任何设计改进，此问题可能需要重新考虑在仅节能或排放减少或两者的基础上的改变，尤其是如果这样的改变在实施时需要长的装置停工时间。这样的约束(例如，用于起重工作、更换管子或控制设备的重新配置的停工时间)通常使任何原油蒸馏装置的决策者完全避免任何改变pht设计的尝试，并且仅考虑具有最小改变的主要采用初始pht设计的改进。实际上，将原油蒸馏装置pht中的一个热交换器移动到新的位置以与另一物流匹配可能是相当困难的，因为这不仅需要起重工作和停工时间，而且需要设计所需的新管道结构和容纳管道系统的新部分的管架容量的更复杂的工程设计工作，包括所需的pht更换管子、土建工作、仪器和控制改进建筑材料选择、安全性研究/hazop以及其他工作。在原油蒸馏装置的pht区域中的许多情形中，拥塞可能甚至根本不允许这样的改进，并且如果允许的话，管道结构改进可能非常昂贵。在这样的情形中，例如至少从构造的热交换器表面积或材料的观点出发，现有热交换器的重复使用对于考虑提高pht能量效率来说可能是另一不可行的情形。在pht中添加新的热交换器以通过在原油冷物流和热产物之间的物流重新匹配来提高原油蒸馏装置pht的能量效率，即使从节能的观点来说是有利的，也可能由于前述约束而不可行。另外，不存在或存在非常少的仅基于节能益处进行的简单方式。在许多其他情形中，pht的原始设计可能在完成用于在没有完全重新考虑原油蒸馏装置pht原始设计规划的情况下节约能量并且重做这样的设计的改进方面没有任何益处。因此，如果原始原油蒸馏装置pht设计从开始是不适当的，则装置所有者/操作人员可能被现有蒸馏塔和pht设计构思约束，并且可能存在非常有限的提高pht能量性能的机会。换言之，原始设计在其寿命期间对于能量改善可能是根本不可改变的。因此，从开始将pht设计适当地设计(例如，用于在pht的整个寿命的最佳能量效率)为在没有对其原始设计的拓扑改进的情况下具有捕获废弃能量的能力对于原油精炼厂可以有益处。例如，由于每桶世界原油都通过原油蒸馏装置的事实，全世界每天pht高炉的燃料消耗的0.1％减少(其是非常小的能耗节约)对于原油精炼厂中的化石燃料能耗减少和基于化石燃料的温室气体排放目标这两者都可以是重要的(例如，约100,000桶油当量/天(boe))。不仅在热交换器网络改造中而且在精炼厂工作停工时间中，当前原油精炼厂中的大部分可能不能利用它们原始的pht设计而不使用巨额成本的情况下实现在未来改造项目中的0.1％节能。本公开描述了用于中等等级原油和中等-重质混合等级原油这两者的pht设计配置的实施方式，所述pht设计配置避免了前述问题，并且使在其寿命期间的高炉燃料消耗最小化。例如，所述实施方式可以提供寿命健康老化且能量高效的中等至重质等级原油蒸馏装置pht配置。另外，所述实施方式可以提供对于所有可能的在热和冷物流之间的pht热交换器最小接近温度有效的设计。作为另一实例，所述实施方式可以提供能量高效的固定配置，所述配置通过在网络中的特定热交换器的添加或旁路或两者提供最高的原油单元高炉入口温度。本公开所描述的pht设计的实施方式可以提供能量高效的设计，所述设计在原油精炼厂寿命期间是固定的，没有任何其拓扑结构的改变，比如由于能源价格上涨的热交换器单元的重新排序、新单元的重新匹配或添加以能够在pht寿命期间获得能量节约。除了当前的原油单元pht设计中的结垢和积垢缓解方法(例如，使用添加剂的化学方法；溶剂、杀生物剂和氯化，或使用包括管插入物的传热增强的机械方法；螺旋折流板，清洁装置如磨料；离线清洁)，本公开所描述的pht设计的实施方式还可以具有建筑材料、管束类型或热交换器侧(例如，从壳到管，反之亦然)的改变。本公开所描述的pht设计的实施方式还可以包括，例如，在预闪蒸罐后的一个或多个变速泵，以及额外的备用的壳(在壳管型中)或板(在板框型中)或来自任何其他热交换器单元类型的新单元的新使用。pht设计中备用的一个或多个壳或单元位置可以指定在正在用于加工的所有类型的原油的高炉之前的热交换器中，或者根据加工的原油的类型，在原油单元高炉之前的并联热交换器处。本公开所描述的pht设计的实施方式可以具有固定的原油物流路径。在示例性实施方案中，此原油路径可以分成三个区段。第一区段从精炼厂的原油入口开始直到一个或多个脱盐装置。第二区段在脱盐装置之后开始到预闪蒸罐/塔。第三区段在预闪蒸罐之后开始直到常压原油炉。在一些实施方式中，第三区段具有两个部分：第一部分终止于全部原油物流通过其中大部分积垢开始加速的一个热交换器的位置，尤其是对于特定类型的原油。在一些实施方式中，沿着原油物流路径的热交换器的热负荷可以在设计寿命期间改变，因此热交换器表面积也可以改变，但是拓扑结构本身(结构)沿着整个pht是固定的。热交换器在本公开内容中描述的配置中，热交换器用于将热量从一种介质(例如，流过原油精炼pht中的装置的物流、缓冲流体或其他介质)转移至另一种介质(例如，流过原油pht中的装置的原油物流)。热交换器是典型地将热量从较热的流体物流转移(交换)至相对较不热的流体物流的装置。热交换器可以用于加热和冷却应用，例如用于冰箱、空调或其他冷却应用。热交换器可以基于其中液体流动的方向区分彼此。例如，热交换器可以是并流、错流或逆流。在并流热交换器中，所涉及的两种流体在相同方向上的移动，并排地进入和离开热交换器。在错流热交换器中，流体路径彼此垂直地行进。在逆流热交换器中，流体路径以相反方向流动，其中一种流体离开而另一流体进入。逆流热交换器有时比其他类型的热交换器更有效。除了基于流体方向分类热交换器之外，热交换器还可以基于它们的构造分类。一些热交换器由多个管构成。一些热交换器包括具有用于流体在其间流动的空间的板。一些热交换器能够实现液体至液体的热交换，同时一些热交换器能够实现使用其他介质的热交换。在原油精炼和石化设备中的热交换器通常是包括液体流过的多个管的壳管型热交换器。管分为两组-第一组容纳待加热或冷却的液体；第二组容纳负责激发热交换的液体，也就是说，通过将热量吸收和传送离开而从第一组管移出热量或者通过将其自身的热量传送至液体内部而使第一组升温的流体。当设计此类型的交换器时，必须注意确定适当的管壁厚度以及管径，以允许最佳的热交换。就流动而言，壳管式热交换器可以采取三种流路方式中的任一种。在原油精炼和石化设备中的热交换器也可以是板框型热交换器。板式热交换器包括通过橡胶衬垫保持的薄板且所述薄板与它们之间的少量空间结合在一起。表面积大，并且各个矩形板的角落以流体可以在板间流动通过的开口为特征，随着流体流动而从板提取热量。流体通道本身使热和冷的液体交替，意味着热交换器可以有效地冷却以及加热流体。因为板式热交换器具有大的表面积，所以它们有时可以比壳管式热交换器更有效。壳管型和板框型热交换器这两者都可以随着时间重新配置以调整(例如，增大或减小)其各自的传热能力(即，其热负荷)。这样的重新配置可以包括，例如，管的添加或去除、管材料的变化、板的添加或去除、或板材料的变化、或者变化的组合。其他类型的热交换器可以包括再生热交换器(又称回热式热交换器，regenerativeheatexchanger)和绝热轮式热交换器。在再生热交换器中，相同的流体沿着热交换器的两侧通过，所述热交换器可以是板式热交换器或壳管式热交换器。因为流体可以变得非常热，所以离开的流体被用于使进入的流体升温，保持接近恒温。在再生热交换器中节约能量，因为该过程是循环的，其中几乎所有相关的热量从离开的流体转移至进入的流体。为了保持恒温，需要少量的额外能量以升高和降低整体流体温度。在绝热轮式热交换器中，中间流体被用于储存热量，该热量然后转移至热交换器的相对侧。绝热轮由具有旋转穿过液体(热和冷的两种液体)以提取或转移热量的螺纹(threats)的大轮组成。本公开内容中描述的热交换器可以包括先前描述的热交换器、其他热交换器或它们的组合中的任一种。在每种配置中的各个热交换器都可以与各自的热负荷(热力负荷)相关联。热交换器的热负荷可以定义为可以由热交换器从热物流转移至冷物流的热量的量。热量的量可以由热和冷物流两者的条件和热性质计算。从热物流的角度看，热交换器的热负荷是热物流流速、热物流比热和在进入热交换器的热物流入口温度与来自热交换器的热物流出口温度之间的温度差的乘积。从冷物流的角度看，热交换器的热负荷是冷物流流速、冷物流比热和在来自热交换器的冷物流出口与来自热交换器的冷物流入口温度之间的温度差的乘积。在多种应用中，假定对于这些单元没有损失至环境的热量损失，特别地，在这些单元良好绝热的情况下，可以认为这两个量相等。可以以瓦(w)、兆瓦(mw)、百万英热单位/小时(btu/h)或百万千卡/小时(kcal/h)测量热交换器的热负荷。在此处描述的配置中，热交换器的热负荷作为“约xmw”提供，其中“x”表示数字热负荷值。数字热负荷值不是绝对的。即，热交换器的实际热负荷可以大致等于x、大于x或小于x。流动控制系统在之后描述的配置中的每个中，过程物流(也称为“物流”)在原油精炼pht内流动。可以使用在整个原油精炼pht中实施的一个或多个流动控制系统使过程物流流动。流动控制系统可以包括一个或多个用于泵送过程物流的泵、一个或多个过程物流流过的流动管和一个或多个用于调节物流穿过所述管的流动的阀门。在一些实施方式中，流动控制系统可以手动操作。例如，操作人员可以设定各个泵的流速(流量，flowrate)并且设定阀门打开或关闭位置以调节过程物流穿过流动控制系统中的管的流动。一旦操作人员已经设定分布在原油精炼pht上的所有流动控制系统的流速和阀门打开或关闭位置，流动控制系统就可以使物流在装置内或在装置之间以恒流条件例如恒定体积速率或其他流动条件下流动。为了改变流动条件，操作人员可以例如通过改变泵流速或者阀门打开或关闭位置来手动地操作流动控制系统。在一些实施方式中，流动控制系统可以自动操作。例如，流动控制系统可以连接至计算机系统以操作流动控制系统。计算机系统可以包括存储由一个或多个处理器可执行的指令(如流动控制指令和其他指令)的计算机可读介质以进行操作(如流动控制操作)。操作人员可以使用计算机系统来设定分布在原油精炼设备上的所有流动控制系统的流速和阀门打开或关闭位置。在这样的实施方式中，操作人员可以通过经由算机系统提供输入而手动改变流动条件。另外，在这样的实施方式中，计算机系统可以例如使用在一个或多个装置中实施且连接至计算机系统的反馈系统自动(即，无需手动干预)控制所述流动控制系统中的一个或多个。例如，传感器(如压力传感器、温度传感器或其他传感器)可以连接至过程物流流过的管道。传感器可以监测并提供过程物流的流动条件(如压力、温度或其他流动条件)至计算系统。响应于超过阈值(如阈值压力值、阈值温度值或其他阈值)的流动条件，计算机系统可以自动进行操作。例如，如果管道中的压力或温度分别超过阈值压力值或阈值温度值，则计算机系统可以向泵提供用于降低流速的信号，提供用于打开阀门以释放压力的信号，提供用于关闭过程物流流的信号，或提供其他信号。图1a-1c、2和3a-3b图示了原油精炼厂的pht100的第一区段102(图1a-1c)、第二区段104(图2)和第三区段106(图3a-3b)。这些附图中所示并且具有附图上的随附细节的pht100描述了在等于30℃的最小接近温度(热物流与冷物流之间的最小温差)开始其寿命操作并且随着其寿命进展而移动至其初始最小接近温度的一半即15℃的pht设计。图1a-1c是流过在精炼预热生产线(pht)100中的脱盐之前的一个或多个热交换器的原油物流的示意图。因此，如前所述，图1a-1c图示了通过pht100的第一区段102的原油物流路径200，例如，从精炼厂的原油入口直到一个或多个脱盐装置。pht的第一区段102包括热交换器网络，所述热交换器网络包括热交换器108a(图1b)、110a和112a(图1a)，以及110b-110e和114a(图1c)。原油物流200按以下顺序流过这些热交换器：110a，然后108a，然后112a，然后110b-110e(其是并联的)，然后114a。转向图1a-1b，使用以下三个热物流将原油物流200从约38℃加热至约106-122℃：热交换器110a中的重质真空单元冷回流前锋；图1b中的热交换器108a中的常压原油塔塔顶物流，以及热交换器112a中的原油蒸馏塔顶部循环回流(围绕着塔顶泵)(以所述顺序)。图1a所示的热负荷示出了随着其在30℃的最小接近温度的开始到初始最小接近温度已经减半到15℃的未来阶段之间的设计寿命，分别为约17.4mw和57mw的热交换器110a和热交换器112a的热负荷。图1b所示的热负荷示出了随着在30℃的最小接近温度的初始启动到初始最小接近温度已经减半到15℃的未来阶段之间的区段102设计寿命的热交换器108a中约14mw至37mw的热交换器108a的热负荷。pht100中的常压蒸馏区段包括热交换器108a。热交换器108a直接用于原油物流预热生产线设计，其是用于在炼油厂的入口将原油物流从约56℃加热到约66℃至82℃的常压塔塔顶蒸气物流，使用的热负荷为约14mw至37mw。图1b所示的热负荷示出了在30℃的初始最小接近温度到初始最小接近温度已经减半到15℃的未来阶段的热负荷。将区段102中的原油物流200在热交换器112a后分流，并且并行地循环通过热交换器110b-110e。因此，在图1c中的脱盐装置之前通过热交换器110b-110e使用以下四加一(4 1)热物流将原油物流200从约106-122℃加热至141.5℃：热交换器110b中的常压柴油物流；热交换器110c中的常压煤油物流，热交换器110d中的石脑油塔底物流，和热交换器110e中的轻质真空瓦斯油物流。然后在热交换器110b-110e后将原油物流200合并回单个流，并且通过以下第五物流加热：在热交换器114a中的常压塔中部循环回流。图1c所示的热负荷示出了为约6-11mw、3-6mw、5-9mw和4.5-8mw的热交换器110b到110e的热负荷。图1c所示的热负荷示出了为约9-17mw的热交换器114a的热负荷。沿着pht100示出了在区段102中在其在30℃的初始最小接近温度的初始启动到初始最小接近温度已经减半到15℃的未来阶段之间的设计寿命中的这些热负荷。如所示的，将原油物流200分成四份以在110b到110e中冷却来自常压塔的产物，其中将物流200加热至约130-135℃。然后将原油物流200送到温度为141.5℃的脱盐装置，并且物流200在139.5℃的温度脱盐之后离开脱盐区段。图2是流过在pht100的第二区段104中的脱盐和闪蒸之间的一个或多个热交换器的原油物流200的示意图。如前所述，图2图示了从一个或多个脱盐装置到预闪蒸罐/塔的原油物流路径200。pht100的第二区段104包括热交换器网络，所述热交换器网络包括热交换器116a、116b、112b、112c、114b、114c、和116c。在区段104中，原油物流200流过热交换器116a，所述热交换器116a与热交换器116b并联，所述热交换器116b与热交换器112b和114b的串联组(series)并联，所述热交换器112b和114b的串联组还与热交换器112c和114c的串联组并联。然后，原油物流200流过热交换器116c。使用以下六种热物流将图2中在脱盐装置之后并且在预闪蒸罐之前的原油物流200从约139.5℃加热至约181.5℃：热交换器116a中的煤油产物；热交换器116b中的柴油产物，热交换器112b中的轻质真空瓦斯油，热交换器112c中的稳定石脑油，热交换器114b中的重质真空单元中部循环回流，以及在热交换器单元114c和116c这两者中的原油蒸馏单元中部循环回流物流。如图2所示，将原油物流200分成三份，以冷却热产物物流和回流物流，其中将原油物流200加热至约173-174℃(在热交换器116a、116b、112b、112c、114b和114c中)，然后将原油物流200循环回单个物流，并且通过热交换器116c加热，并且送到181.5℃的预闪蒸温度。稳定的原油物流200在约177℃从底部离开预闪蒸罐。图2所示的热负荷示出了在30℃的最小接近温度的初始启动到初始最小接近温度已经减半到15℃的未来阶段之间的其设计寿命期间，第二区段104的分别为约6-10mw、7-11mw、11.1-11.4mw、6.0-6.2mw、7-11mw、6-10mw和12-13.6mw的热交换器112b、112c、116a、116b、114c、114b和116c的热负荷。图3a-3b是流过在精炼pht100中的第三区段106中的闪蒸和高炉之间的一个或多个热交换器的原油物流的示意图。如前所述，图3a-3b图示了从闪蒸罐/塔到高炉的原油物流路径200。pht100的第三区段106包括热交换器网络，所述热交换器网络包括热交换器116d、108b、116e、118a、118b、118c、116f、116g、116h、116i、112d、112e、112f、118d和116j。在区段106中，原油物流200流过热交换器116d、108b和116e的串联组，所述热交换器116d、108b和116e的串联组与热交换器118a并联，所述热交换器118a与热交换器118b并联，所述热交换器118b还与热交换器118c和116f的串联组并联。然后，合并的原油物流200流过热交换器116g。然后原油物流200分流并且流过并联的热交换器116h和116i，之后其再次重新合并成单个物流而流过热交换器112d。然后原油物流200再次分流并且流过并联的热交换器112e和112f，之后其又一次合并成单个物流而流过热交换器118d和116j，然后将其引入到高炉900中。首先将图3a中的预闪蒸罐之后的原油物流200分流成四个支流，并且使用以下六种热物流将其从177℃加热至约213-229℃：热交换器118a中的煤油产物；热交换器118c中的柴油产物，热交换器116d中的重质真空单元中部循环回流，热交换器116e中的真空残留物，热交换器116f中的重质真空单元下部循环回流和热交换器108b中的原油蒸馏单元中部循环回流物流，以及热交换器单元118b中的重质真空瓦斯油产物(重质真空单元中部循环物流的一部分)。然后将原油物流200合并成一个物流，并且在热交换器116g中使用从热交换器116i出来的重质真空单元下部循环回流加热至约254℃。再次将原油物流200分流成两个支流以在热交换器116h中使用真空残留产物物流和在热交换器116i中使用重质真空下部循环回流物流加热至约275℃。将现在再次合并成一个物流的原油物流200在热交换器112d中使用原油蒸馏单元下部循环回流物流加热至约263-283℃。图3a所示的热负荷示出了随着在30℃的最小接近温度的初始启动到初始最小接近温度已经减半到15℃的未来阶段之间的区段106设计寿命中，热交换器116d、118a、118b、118c、108b、116e、116f、116g、116h、116i和112d分别为约11-14mw、6.5-9mw、4.4-6.6mw、8-14mw、1-13mw、23.5mw、3.7mw、40mw、8mw、26mw和13mw的热负荷。转向图3b，将在约266-283℃的原油物流分流成两个物流以分别在热交换器112e和热交换器112f中使用从116j出来的真空残留产物物流和原油蒸馏单元下部循环物流加热至约279-295℃。然后，在常压蒸馏单元高炉之前，将原油物流200分别在热交换器单元118d和116j中使用来自塔段进料罐的热真空物流和真空残留产物物流加热至约313℃。图3b所示的热负荷示出了在30℃最小接近温度的初始启动到初始最小接近温度已经减半到15℃的未来阶段之间的区段106设计寿命中，热交换器112e、112f、118d和116j的热负荷分别为约7mw、14mw、3mw和35mw。在相同的最小接近温度范围内的常压原油蒸馏单元高炉负荷为约130mw至160mw。当随着可以达到50年的精炼厂寿命进展进一步操纵在所述热交换器网络内的热交换器表面积时，在pht100中所示的常压原油高炉可以节约更多化石燃料和更多燃料基温室气体排放。例如，对于中等或混合等级的原油，此pht100在50年内可以节约超过200mmbtu/h及其相关温室气体排放，这是现有技术中对于50万桶/天容量的原油精炼厂的原油蒸馏预热设计根本无法捕获或缓解的。考虑到在不远的将来全世界原油精炼超过约9千万桶/天，使用本发明的全世界范围的化石燃料节约和燃料基温室气体排放是显著的。图4a-4c是用于在精炼pht中流动的原油物流的热交换器系统400和热交换器子系统的示意图。通常，这些附图图示的是简化示意图，其仅示出了原油物流以及图1a-1c、2和3a-3b中的在前述pht100中原油物流流过的热交换器。在图4a-4c中，作为pht的一部分的热交换器网络400被分成三个区段：405、410和415。图4a示出了热交换器网络400的区段405。在原油物流路径的区段405中，原油物流420通过串联的三个热交换器(110a、108a和112a)，然后物流420分成在四个热交换器(110b、110c、110d和110e)中的四份。原油物流420再次合并成一个物流，并且此原油物流420通过一个用于加热至脱盐温度的热交换器(114a)。原油作为原油物流425离开区段405而进入区段410。图4b示出了热交换器网络400的区段410。原油物流路径的区段410在原油的脱盐后开始，在此将原油物流425分流成两个物流。第一原油物流支流通过并联布置的两个热交换器(116a和116b)，之后其与第二支流合并，以一个物流形式再次通过一个热交换器(116c)到达预闪蒸罐/塔。第二原油物流支流通过并联布置的两个热交换器(112b和114b)与串联布置的另外两个热交换器(112c和114c)。然后第二支流如前所述与第一支流合并，并且作为原油物流430离开区段410。图4c示出了热交换器网络400的区段415。原油路径的第三区段415在预闪蒸罐/塔后开始，并且由两个部分组成。在一些实施方式中，在第一部分中，泵送从预闪蒸罐/塔出来的原油物流430(例如，使用一个或多个变速泵)以实现在预热生产线原油物流路径的此区段中对原油物流430的速度操纵，从而反击由于原油物流支流与产物物流和绕泵物流(pumparoundstream)之间的高温匹配造成的积垢加速。原油物流430分流成三个支流。第一支流通过串联布置的三个热交换器(116d、108b和116e)，之后其再次与另外两个支流合并而进入到区段415的第二部分中。第二支流通过并联布置的两个热交换器(118a和118b)。第三支流通过串联布置的另外两个热交换器(118c和116f)。将三个支流合并成一个物流而通过一个热交换器(116g)。此热交换器及其下游的热交换器可能遭受如前所述的由于原油物流和产物物流之间的高温匹配造成的加速积垢。可以使用积垢缓解方法，但是在所描述的实施方式中，在区段415中还可以根据由使用特定原油类型预期的积垢水平使用通过三个层的设计缓解方式。第一且永久层可以是在高炉(116j)之前在pht中的最后热交换器处的层，其中变速泵可以提供将积垢颗粒从先前的热交换器移动到最后热交换器的压力/速度升高。此最后热交换器(116j)可以设计为具有额外的表面积(例如，使用一个或多个备用的壳)以增加在清洁前的运行时间并且允许在线清洁方法。也使用备用的壳或板的第二和第三层可以位于此区段415的并联布置部分中，并且可以基于原油类型使用。在热交换器116g后，原油物流430分流成两个物流而通过并联的热交换器(116h和116i)，然后再次重新合并成一个物流430而通过单个热交换器(112d)。接下来，原油物流430再次分流成两个物流而通过并联的热交换器(112e和112f)，然后再次重新合并成一个物流430而通过串联的两个热交换器(118d和116j)。原油作为原油物流435离开区段415到达高炉。如前所述，可以在原油精炼pht的寿命内调整热交换器表面积(增大或减小)。通过调整pht100中的一个或多个热交换器的热交换器表面积，可以导致改变接近温度，可以提高热交换效率，或者可以调整pht100的配置，同时保持设计的拓扑结构随着pht100的寿命不变，或其任意组合。在一些示例性实施方式中，pht100中的特定热交换器的初始设计可以具有指定热负荷(例如，热传递能力)，但是对所述指定热负荷的调整在初始设计时也可以是已知的。例如，pht100的区段102、104和106中所示的热交换器中的一个或多个可以具有指定初始能力以及对这样的指定初始能力的预定(即在初始设计时)调整。例如，在一些实施方式中，可以根据表2进行调整。另外，在一些实施方式中，由于例如热交换表面积随着寿命工作的增大或减小的量，或由于初始热负荷的量，特定热交换器可以设计为板框型热交换器(例如，不同于壳管型或其他类型的热交换器)。例如，热交换器系列108、112和118可以设计为板框型热交换器。表2在一些实施方式中，108系列热交换器(108a-108b)在整个寿命工作中从初始设计开始在pht100中的位置是固定的(也就是说，在拓扑结构、配置和冷-热物流匹配的方面是固定的)，但是在热交换表面积的方面是不固定的。热交换器108a-108b它们各自的总表面积可以随着装置寿命的时间流逝而从初始设计开始增大，以使原油蒸馏装置的pht100在未来能够在高炉中节约更多能量。额外的表面积可以容纳在初始热交换器单元规划中以通过未来为这些热交换器保持足够的占地空间来避免未来的任何拥塞。各自的表面积可以在各装置改造项目时逐渐增大以提高pht热回收能力，从而减少高炉燃料消耗。有利地，原油精炼pht设计者和操作人员在装置初始设计时将知道未来所需的增大程度以在装置中的特定指定位置保留一些占地空间用于未来。在一些实施方式中，110系列热交换器(110a-110e)在整个寿命工作中从初始设计开始在pht100中的位置是固定的(也就是说，在拓扑结构、配置和冷-热物流匹配的方面是固定的)，以及在随着装置寿命的热交换表面积的方面是固定的，无论高炉中未来燃料减少的量如何。换言之，这些热交换器的配置和表面积两者均随着装置寿命都是固定的，即使未来对pht100进行改造以节约更多能量。在一些实施方式中，112系列热交换器(112a-112f)在整个寿命工作中从初始设计开始在pht100中的位置是固定的(也就是说，在拓扑结构、配置和冷-热物流匹配的方面是固定的)，但是在热交换表面积的方面是不固定的。热交换器112a-112f它们各自的总表面积可以随着装置寿命的时间流逝而从初始设计开始增大，以使原油蒸馏装置的pht100在未来能够在高炉中节约更多能量。额外的表面积可以容纳在初始热交换器单元规划中以通过为这些热交换器保持足够的未来用的占地空间来避免未来的任何拥塞。各自的表面积可以在各装置改造项目时逐渐增大以提高pht热回收能力，从而减少高炉燃料消耗。有利地，原油精炼pht设计者和操作人员在装置初始设计时将知道未来所需的增大程度以在装置中的特定指定位置保留一些未来用的占地空间。对这些热交换器的表面积增大的需求可以是各个单元不同。例如，特定的112系列热交换器可能需要100％的表面积增大，而另一个特定的112系列热交换器可能需要200％(或更多)的表面积增大。在一些实施方式中，对于112系列热交换器中的另一单元，所述百分比可以是随着装置寿命流逝而将要增大的最小表面积以及需要增大的最大表面积。例如，在特定的112系列热交换器中的100％增大可以不必在单个改造项目期间增大，而是可以在各个装置改造项目时逐渐增大，以提高pht热回收能力，从而减少高炉燃料消耗。在一些实施方式中，114系列热交换器(114a-114c)在整个寿命工作中从初始设计开始在pht100中的位置是固定的(也就是说，在拓扑结构、配置和冷-热物流匹配的方面是固定的)，但是在热交换表面积的方面是不固定的。这些114系列热交换器单元可能不需要它们各自的初始总表面积使原油蒸馏装置的pht100能够在未来在高炉中节约更多能量。例如，额外的表面积可以是旁路的，或者可以是从所述单元移除的在热交换器内部的管或板中的一些，以实现热交换表面积减小。对这些热交换器的表面积减小的需求可以各个单元彼此不同。例如，一个单元可能需要13％的表面积减小，而另一单元可能需要45％的热交换表面积减小。有利地，原油精炼pht设计者和操作人员在装置初始设计时将知道未来所需的减小程度以在装置中的特定指定位置保留一些未来用的占地空间。在一些实施方式中，对于114系列热交换器中的另一单元，所述百分比可以是随着装置寿命流逝而将要减小的最小表面积以及需要增大的最大表面积。例如，在特定的112系列热交换器中的45％减小可以不必在单个改造项目期间减小，而是可以在各个装置改造项目时逐渐减小，以提高pht热回收能力，从而减少高炉燃料消耗。在一些实施方式中，116系列热交换器(116a-116j)在整个寿命工作中从初始设计开始在pht100中的位置是固定的(也就是说，在拓扑结构、配置和冷-热物流匹配的方面是固定的)，但是在热交换表面积的方面是不固定的。热交换器116a-116j它们各自的总表面积可以随着装置寿命的时间流逝而从初始设计开始增大，以使原油蒸馏装置的pht100在未来能够在高炉中节约更多能量。额外的表面积可以容纳在初始热交换器单元规划中以通过为这些热交换器保持足够的未来用占地空间来避免未来的任何拥塞。各自的表面积可以在各装置改造项目时逐渐增大以提高pht热回收能力，从而减少高炉燃料消耗。有利地，原油精炼pht设计者和操作人员在装置初始设计时将知道未来所需的增大程度以在装置中的特定指定位置保留一些未来用的占地空间。对这些热交换器的表面积增大的需求可以各个单元彼此不同。例如，特定的116系列热交换器可能需要20％表面积增大，而另一个特定的116系列热交换器可能需要90％(或更多)表面积增大。在一些实施方式中，对于116系列热交换器中的另一单元，所述百分比可以是随着装置寿命流逝而将要增大的最小表面积以及需要增大的最大表面积。例如，在特定的116系列热交换器中的90％增大可以不必在单个改造项目期间增大，而是可以在各个装置改造项目时逐渐增大，以提高pht热回收能力，从而减少高炉燃料消耗。在一些实施方式中，118系列热交换器(118a-118d)在整个寿命工作中从初始设计开始在pht100中的位置是固定的(也就是说，在拓扑结构、配置和冷-热物流匹配的方面是固定的)，但是在热交换表面积的方面是不固定的。热交换器118a-118d它们各自的总表面积可以随着装置寿命的时间流逝而从初始设计开始增大，以使原油蒸馏装置的pht100在未来能够在高炉中节约更多能量。额外的表面积可以容纳在初始热交换器单元规划中以通过为这些热交换器保持足够的未来用占地空间来避免未来的任何拥塞。各自的表面积可以在各装置改造项目时逐渐增大以提高pht热回收能力，从而减少高炉燃料消耗。有利地，原油精炼pht设计者和操作人员在装置初始设计时将知道未来所需的增大程度以在装置中的特定指定位置保留一些未来用的占地空间。对这些热交换器的表面积增大的需求可以各个单元彼此不同。例如，特定的118系列热交换器可能需要200％表面积增大，而另一个特定的118系列热交换器可能需要300％(或更多)表面积增大。在一些实施方式中，对于118系列热交换器中的另一单元，所述百分比可以是随着装置寿命流逝将要增大的最小表面积以及需要增大的最大表面积。例如，在特定的118系列热交换器中的300％增大可以不必在单个改造项目期间增大，而是可以在各个装置改造项目时逐渐增大，以提高pht热回收能力，从而减少高炉燃料消耗。pht100固定拓扑结构中的热交换器表面积的减小或增大是由于在使用对于最小接近温度(例如，热流体的进入温度和原油物流200的离开温度中的差)调整的(例如，较低)值时单元所需的新的热传递热负荷(q)。另外，来自特定热交换器的新的废热回收导致不同的对数平均温差(lmtd)，其由下式决定：其中a是以平方米计的热交换器的热交换表面积，q是以mw计的热负荷，u是以瓦/平方米/开尔文计的传热系数，并且lmtd是以开尔文计的对数平均温差。lmtd可以表示为：其中δta是在热交换器的第一端“a”处的两个流体物流之间的温差，并且δtb是在热交换器的第二端“b”处的两个流体物流之间的温差。这些温差例如对应于在总寿命工作内的特定工作点时在pht100中采用的特定的最小接近温度(例如，从30℃下降到15℃)。上面已经描述本主题的特定实施方式。其他实施方式在所附权利要求的范围内。当前第1页12